CN112646122A - 一种反应型阻燃tpu制备方法及其应用 - Google Patents

一种反应型阻燃tpu制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种反应型阻燃TPU制备方法及其应用,称取如下重量份原料:10‑20份聚四氢呋喃,5‑10份N,N‑二甲基甲酰胺,5‑10份二苯甲烷二异氰酸酯,1‑3份无卤复合阻燃剂,0.1‑0.5份扩链剂;将聚四氢呋喃加入单口烧瓶中,120‑150r/min磁力搅拌并加热至100‑120℃,减压搅拌,直至无气泡产生,依次加入二苯甲烷二异氰酸酯和无卤复合阻燃剂,通入氮气,加入扩链剂,在此温度下匀速搅拌并反应1h,反应2h,制得反应产物;复合阻燃剂中的有机硅发生降解促进有机磷降解成酸,发挥出磷硅协同阻燃作用,进一步提高阻燃性能,而且该无卤复合阻燃剂不含卤族元素,燃烧时不会造成污染。

Description

一种反应型阻燃TPU制备方法及其应用
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,具体为一种反应型阻燃TPU制备方法及其应用。
背景技术
通过引入阻燃剂可以提高PU材料的阻燃性能。目前,聚氨酯的阻燃剂主要有添加型和反应型两大类。添加型阻燃是采用物理共混方式将阻燃剂直接添加到PU基体中,存在阻燃剂与PU基体相容性差的问题,导致PU物理力学性能下降,且阻燃剂容易迁移流失,材料阻燃性能可能会随着服役时间延长而衰减。反应型阻燃是将阻燃功能基团通过化学接枝的方法引入PU分子结构中,该方法克服了添加型阻燃剂易迁移、对材料力学性能损失大的缺点,添加量小、有更持久的阻燃效果和更好的稳定性。
中国发明专利CN103087504A公开了苯基次磷酸铝在热塑性聚氨酯(TPU)中的阻燃应用,其重量份的组分为:苯基次磷酸铝10-20、TPU100、阻燃增效剂1-15、抑烟剂1-10、抗氧剂0.5-2、偶联剂1、润滑剂0.5。本发明首先用阻燃增效剂对苯基次磷酸铝表面进行包覆改性处理,然后与TPU母粒及其他物料进行高速混合均匀,再用双螺杆挤出机进一步混合挤出造粒,然后进行成型处理,通过这种方法制得的阻燃TPU在保证其机械性能的基础上,具有了优异的阻燃性能,同时,本发明的材料无卤,燃烧发烟量少,对环境污染小,可以广泛的应用到公共场所、家居装饰等场合。
发明内容
为了克服上述的技术问题,本发明提供一种反应型阻燃TPU制备方法及其应用。
本发明中将无卤复合阻燃剂、二苯甲烷二异氰酸酯和N,N-二甲基甲酰胺等进行混合,无卤复合阻燃剂能够以单体形式参加到反应中制备出阻燃TPU,解决了采用物理共混方式将阻燃剂直接添加到TPU基体中,存在阻燃剂与TPU基体相容性差的问题,导致材料物理力学性能下降。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种反应型阻燃TPU制备方法,包括如下步骤:
第一步、称取如下重量份原料:10-20份聚四氢呋喃,5-10份N,N-二甲基甲酰胺,5-10份二苯甲烷二异氰酸酯,1-3份无卤复合阻燃剂,0.1-0.5份扩链剂;
第二步、将聚四氢呋喃加入单口烧瓶中,120-150r/min磁力搅拌并加热至100-120℃,减压搅拌,直至无气泡产生,制得脱水聚四氢呋喃,将脱水聚四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺加入三口烧瓶中,依次加入二苯甲烷二异氰酸酯和无卤复合阻燃剂,通入氮气,60-80℃水浴加热,加入扩链剂,在此温度下匀速搅拌并反应1h,反应结束后降温至50-60℃,在此温度下反应2h,制得反应产物;
第三步、将制得的反应产物涂膜,转移至真空干燥箱中,在真空度-0.10MPa,温度为60-70℃的条件下干燥10h,制得反应型阻燃TPU。
本发明中将无卤复合阻燃剂、二苯甲烷二异氰酸酯和N,N-二甲基甲酰胺等进行混合,无卤复合阻燃剂能够以单体形式参加到反应中制备出阻燃TPU,解决了采用物理共混方式将阻燃剂直接添加到TPU基体中,存在阻燃剂与TPU基体相容性差的问题,导致材料物理力学性能下降,该无卤复合阻燃剂在燃烧时能够生成磷酸等化合物发挥凝固相阻燃机理,形成致密的氧化碳层,提高阻燃性,而且复合阻燃剂中的有机硅发生降解促进有机磷降解成酸,发挥出磷硅协同阻燃作用,进一步提高阻燃性能,赋予制备出的阻燃TPU优异的阻燃性能,而且该无卤复合阻燃剂不含卤族元素,燃烧时不会造成污染。
进一步地,所述扩链剂为1,2-丙二醇和1,4-丁二醇中的一种或两种按任意比例混合。
进一步地,所述无卤复合阻燃剂由如下方法制成:
步骤S1、将新戊二醇和1,2-二氯乙烷醇溶液加入三口烧瓶中,匀速搅拌直至新戊二醇完全溶解,之后在冰水浴下滴加三氯化磷,控制滴加时间为5min,滴加结束后升温至40-50℃,在此温度下反应2h,反应结束后降温至0-10℃,加入无水乙醇,升温至40-50℃,回流反应5h,之后减压蒸出未反应的1,2-二氯乙烷,抽滤,制得中间体A;
步骤S2、将4-氨基酚和三乙胺加入装有苯的三口烧瓶中,50-60℃水浴加热并以150-200r/min的转速匀速搅拌30min,之后滴加二甲基二氯硅烷,控制滴加时间为10min,回流反应4h,冷却、抽滤、减压蒸馏除去苯,之后通过石油醚进行重结晶,制得初产物,将初产物加入无水乙醇中,升温至60℃,反应回流4h,制得中间体B;
步骤S3、将中间体A和1,4-二氧六环加入三口烧瓶中,以100-150r/min的转速搅拌30min,将中间体B加入三口烧瓶,40-50℃水浴加热并以450-500r/min的转速搅拌4h,冷却、抽滤,将滤饼用丙酮洗涤三次,制得无卤复合阻燃剂,控制中间体A、中间体B和1,4-二氧六环的重量比为10-12∶14-15∶200。
步骤S1中先将新戊二醇和1,2-二氯乙烷混合,之后加入三氯化磷,在1,2-二氯乙烷作用下,新戊二醇与三氯化磷发生放热反应,所以控制反应条件为冰水浴,减少副反应产生,反应过程中两个磷氯键和新戊二醇上的两个羟基的氢氧键断裂,生成氯化氢气体排出,制得一种反应产物,该反应产物上有一个磷氯键,加入无水乙醇将磷氯键还原成磷氢键,制得中间体A,该中间体A不含卤族元素,步骤S2中将4-氨基酚和二甲基二氯硅烷混合,4-氨基酚和二甲基二氯硅烷发生加成反应,二甲基二氯硅烷上脱去氯原子,制备出中间体B,该中间体B不含卤族元素,步骤S3中将中间体A和中间体B在1,4-二氧六环中混合,中间体A上的磷氢键与中间体B上的亚胺或甲亚胺活性官能团发生加成反应,制备出无卤复合阻燃剂。
进一步地,步骤S1中控制新戊二醇、1,2-二氯乙烷醇溶液、三氯化磷和无水乙醇的重量比为1∶2∶1-1.02∶0.5-0.6,步骤S2中控制4-氨基酚、三乙胺、二甲基二氯硅烷和苯的重量比为8∶8∶5∶100。
一种反应型阻燃TPU的应用,该反应型阻燃TPU应用于建筑、交通、纺织、家具和医疗。
本发明的有益效果:
(1)本发明一种反应型阻燃TPU在制备过程中将无卤复合阻燃剂、二苯甲烷二异氰酸酯和N,N-二甲基甲酰胺等进行混合,无卤复合阻燃剂能够以单体形式参加到反应中制备出阻燃TPU,解决了采用物理共混方式将阻燃剂直接添加到TPU基体中,存在阻燃剂与TPU基体相容性差的问题,导致材料物理力学性能下降,该无卤复合阻燃剂在燃烧时能够生成磷酸等化合物发挥凝固相阻燃机理,形成致密的氧化碳层,提高阻燃性,而且复合阻燃剂中的有机硅发生降解促进有机磷降解成酸,发挥出磷硅协同阻燃作用,进一步提高阻燃性能,赋予制备出的阻燃TPU优异的阻燃性能,而且该无卤复合阻燃剂不含卤族元素,燃烧时不会造成污染。
(2)本发明还制备出一种无卤复合阻燃剂,制备过程中步骤S1中先将新戊二醇和1,2-二氯乙烷混合,之后加入三氯化磷,在1,2-二氯乙烷作用下,新戊二醇与三氯化磷发生放热反应,所以控制反应条件为冰水浴,减少副反应产生,反应过程中两个磷氯键和新戊二醇上的两个羟基的氢氧键断裂,生成氯化氢气体排出,制得一种反应产物,该反应产物上有一个磷氯键,加入无水乙醇将磷氯键还原成磷氢键,制得中间体A,该中间体A不含卤族元素,步骤S2中将4-氨基酚和二甲基二氯硅烷混合,4-氨基酚和二甲基二氯硅烷发生加成反应,二甲基二氯硅烷上脱去氯原子,制备出中间体B,该中间体B不含卤族元素,步骤S3中将中间体A和中间体B在1,4-二氧六环中混合,中间体A上的磷氢键与中间体B上的亚胺或甲亚胺活性官能团发生加成反应,制备出无卤复合阻燃剂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种反应型阻燃TPU制备方法,包括如下步骤:
第一步、称取如下重量份原料:10份聚四氢呋喃,5份N,N-二甲基甲酰胺,5份二苯甲烷二异氰酸酯,1份无卤复合阻燃剂,0.1份1,2-丙二醇;
第二步、将聚四氢呋喃加入单口烧瓶中,120r/min磁力搅拌并加热至100℃,减压搅拌,直至无气泡产生制得脱水聚四氢呋喃,将脱水聚四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺加入三口烧瓶中,依次加入二苯甲烷二异氰酸酯和无卤复合阻燃剂,通入氮气,60℃水浴加热,加入1,2-丙二醇,在此温度下匀速搅拌并反应1h,反应结束后降温至50℃,在此温度下反应2h,制得反应产物;
第三步、将制得的反应产物涂膜,转移至真空干燥箱中,在真空度-0.10MPa,温度为60℃的条件下干燥10h,制得反应型阻燃TPU。
无卤复合阻燃剂由如下方法制成:
步骤S1、将新戊二醇和1,2-二氯乙烷醇溶液加入三口烧瓶中,匀速搅拌直至新戊二醇完全溶解,之后在冰水浴下滴加三氯化磷,控制滴加时间为5min,滴加结束后升温至40℃,在此温度下反应2h,反应结束后降温至0℃,加入无水乙醇,升温至40℃,回流反应5h,之后减压蒸出未反应的1,2-二氯乙烷,抽滤,制得中间体A,控制新戊二醇、1,2-二氯乙烷醇溶液、三氯化磷和无水乙醇的重量比为1∶2∶1∶0.5;
步骤S2、将4-氨基酚和三乙胺加入装有苯的三口烧瓶中,50℃水浴加热并以150r/min的转速匀速搅拌30min,之后滴加二甲基二氯硅烷,控制滴加时间为10min,回流反应4h,冷却、抽滤、减压蒸馏除去苯,之后通过石油醚进行重结晶,制得初产物,将初产物加入无水乙醇中,升温至60℃,反应回流4h,制得中间体B,控制4-氨基酚、三乙胺、二甲基二氯硅烷和苯的重量比为8∶8∶5∶100;
步骤S3、将中间体A和1,4-二氧六环加入三口烧瓶中,以100r/min的转速搅拌30min,将中间体B加入三口烧瓶,40℃水浴加热并以450r/min的转速搅拌4h,冷却、抽滤,将滤饼用丙酮洗涤三次,制得无卤复合阻燃剂,控制中间体A、中间体B和1,4-二氧六环的重量比为10∶15∶200。
实施例2
一种反应型阻燃TPU制备方法,包括如下步骤:
第一步、称取如下重量份原料:14份聚四氢呋喃,6份N,N-二甲基甲酰胺,8份二苯甲烷二异氰酸酯,2份无卤复合阻燃剂,0.3份1,2-丙二醇;
第二步、将聚四氢呋喃加入单口烧瓶中,120r/min磁力搅拌并加热至100℃,减压搅拌,直至无气泡产生,制得脱水聚四氢呋喃,将脱水聚四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺加入三口烧瓶中,依次加入二苯甲烷二异氰酸酯和无卤复合阻燃剂,通入氮气,60℃水浴加热,加入1,2-丙二醇,在此温度下匀速搅拌并反应1h,反应结束后降温至50℃,在此温度下反应2h,制得反应产物;
第三步、将制得的反应产物涂膜,转移至真空干燥箱中,在真空度-0.10MPa,温度为60℃的条件下干燥10h,制得反应型阻燃TPU。
无卤复合阻燃剂由如下方法制成:
步骤S1、将新戊二醇和1,2-二氯乙烷醇溶液加入三口烧瓶中,匀速搅拌直至新戊二醇完全溶解,之后在冰水浴下滴加三氯化磷,控制滴加时间为5min,滴加结束后升温至40℃,在此温度下反应2h,反应结束后降温至0℃,加入无水乙醇,升温至40℃,回流反应5h,之后减压蒸出未反应的1,2-二氯乙烷,抽滤,制得中间体A,控制新戊二醇、1,2-二氯乙烷醇溶液、三氯化磷和无水乙醇的重量比为1∶2∶1∶0.5;
步骤S2、将4-氨基酚和三乙胺加入装有苯的三口烧瓶中,50℃水浴加热并以150r/min的转速匀速搅拌30min,之后滴加二甲基二氯硅烷,控制滴加时间为10min,回流反应4h,冷却、抽滤、减压蒸馏除去苯,之后通过石油醚进行重结晶,制得初产物,将初产物加入无水乙醇中,升温至60℃,反应回流4h,制得中间体B,控制4-氨基酚、三乙胺、二甲基二氯硅烷和苯的重量比为8∶8∶5∶100;
步骤S3、将中间体A和1,4-二氧六环加入三口烧瓶中,以100r/min的转速搅拌30min,将中间体B加入三口烧瓶,40℃水浴加热并以450r/min的转速搅拌4h,冷却、抽滤,将滤饼用丙酮洗涤三次,制得无卤复合阻燃剂,控制中间体A、中间体B和1,4-二氧六环的重量比为10∶15∶200。
实施例3
一种反应型阻燃TPU制备方法,包括如下步骤:
第一步、称取如下重量份原料:16份聚四氢呋喃,8份N,N-二甲基甲酰胺,8份二苯甲烷二异氰酸酯,2份无卤复合阻燃剂,0.4份1,2-丙二醇;
第二步、将聚四氢呋喃加入单口烧瓶中,120r/min磁力搅拌并加热至100℃,减压搅拌,直至无气泡产生,制得脱水聚四氢呋喃,将脱水聚四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺加入三口烧瓶中,依次加入二苯甲烷二异氰酸酯和无卤复合阻燃剂,通入氮气,60℃水浴加热,加入1,2-丙二醇,在此温度下匀速搅拌并反应1h,反应结束后降温至50℃,在此温度下反应2h,制得反应产物;
第三步、将制得的反应产物涂膜,转移至真空干燥箱中,在真空度-0.10MPa,温度为60℃的条件下干燥10h,制得反应型阻燃TPU。
无卤复合阻燃剂由如下方法制成:
步骤S1、将新戊二醇和1,2-二氯乙烷醇溶液加入三口烧瓶中,匀速搅拌直至新戊二醇完全溶解,之后在冰水浴下滴加三氯化磷,控制滴加时间为5min,滴加结束后升温至40℃,在此温度下反应2h,反应结束后降温至0℃,加入无水乙醇,升温至40℃,回流反应5h,之后减压蒸出未反应的1,2-二氯乙烷,抽滤,制得中间体A,控制新戊二醇、1,2-二氯乙烷醇溶液、三氯化磷和无水乙醇的重量比为1∶2∶1∶0.5;
步骤S2、将4-氨基酚和三乙胺加入装有苯的三口烧瓶中,50℃水浴加热并以150r/min的转速匀速搅拌30min,之后滴加二甲基二氯硅烷,控制滴加时间为10min,回流反应4h,冷却、抽滤、减压蒸馏除去苯,之后通过石油醚进行重结晶,制得初产物,将初产物加入无水乙醇中,升温至60℃,反应回流4h,制得中间体B,控制4-氨基酚、三乙胺、二甲基二氯硅烷和苯的重量比为8∶8∶5∶100;
步骤S3、将中间体A和1,4-二氧六环加入三口烧瓶中,以100r/min的转速搅拌30min,将中间体B加入三口烧瓶,40℃水浴加热并以450r/min的转速搅拌4h,冷却、抽滤,将滤饼用丙酮洗涤三次,制得无卤复合阻燃剂,控制中间体A、中间体B和1,4-二氧六环的重量比为10∶15∶200。
实施例4
一种反应型阻燃TPU制备方法,包括如下步骤:
第一步、称取如下重量份原料:20份聚四氢呋喃,10份N,N-二甲基甲酰胺,10份二苯甲烷二异氰酸酯,3份无卤复合阻燃剂,0.5份1,2-丙二醇;
第二步、将聚四氢呋喃加入单口烧瓶中,120r/min磁力搅拌并加热至100℃,减压搅拌,直至无气泡产生,制得脱水聚四氢呋喃,将脱水聚四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺加入三口烧瓶中,依次加入二苯甲烷二异氰酸酯和无卤复合阻燃剂,通入氮气,60℃水浴加热,加入1,2-丙二醇,在此温度下匀速搅拌并反应1h,反应结束后降温至50℃,在此温度下反应2h,制得反应产物;
第三步、将制得的反应产物涂膜,转移至真空干燥箱中,在真空度-0.10MPa,温度为60℃的条件下干燥10h,制得反应型阻燃TPU。
无卤复合阻燃剂由如下方法制成:
步骤S1、将新戊二醇和1,2-二氯乙烷醇溶液加入三口烧瓶中,匀速搅拌直至新戊二醇完全溶解,之后在冰水浴下滴加三氯化磷,控制滴加时间为5min,滴加结束后升温至40℃,在此温度下反应2h,反应结束后降温至0℃,加入无水乙醇,升温至40℃,回流反应5h,之后减压蒸出未反应的1,2-二氯乙烷,抽滤,制得中间体A,控制新戊二醇、1,2-二氯乙烷醇溶液、三氯化磷和无水乙醇的重量比为1∶2∶1∶0.5;
步骤S2、将4-氨基酚和三乙胺加入装有苯的三口烧瓶中,50℃水浴加热并以150r/min的转速匀速搅拌30min,之后滴加二甲基二氯硅烷,控制滴加时间为10min,回流反应4h,冷却、抽滤、减压蒸馏除去苯,之后通过石油醚进行重结晶,制得初产物,将初产物加入无水乙醇中,升温至60℃,反应回流4h,制得中间体B,控制4-氨基酚、三乙胺、二甲基二氯硅烷和苯的重量比为8∶8∶5∶100;
步骤S3、将中间体A和1,4-二氧六环加入三口烧瓶中,以100r/min的转速搅拌30min,将中间体B加入三口烧瓶,40℃水浴加热并以450r/min的转速搅拌4h,冷却、抽滤,将滤饼用丙酮洗涤三次,制得无卤复合阻燃剂,控制中间体A、中间体B和1,4-二氧六环的重量比为10∶15∶200。
对比例1
本对比例与实施例1相比,用IFR201阻燃剂代替本发明无卤复合阻燃剂,制备方法如下所示:
一种反应型阻燃TPU制备方法,包括如下步骤:
第一步、称取如下重量份原料:10份聚四氢呋喃,5份N,N-二甲基甲酰胺,5份二苯甲烷二异氰酸酯,1份无卤复合阻燃剂,0.1份1,2-丙二醇;
第二步、将聚四氢呋喃加入单口烧瓶中,120r/min磁力搅拌并加热至100℃,减压搅拌,直至无气泡产生,制得脱水聚四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺加入三口烧瓶中,依次加入二苯甲烷二异氰酸酯和无卤复合阻燃剂,通入氮气,60℃水浴加热,加入1,2-丙二醇,在此温度下匀速搅拌并反应1h,反应结束后降温至50℃,在此温度下反应2h,制得反应产物;
第三步、将制得的反应产物涂膜,转移至真空干燥箱中,在真空度-0.10MPa,温度为60℃的条件下干燥10h,制得反应型阻燃TPU。
对比例2
本对比例为市场中一种阻燃TPU。
对实施例1-4和对比例1-2的阻燃性能进行检测,结果如下表所示;
将实施例1-4和对比例1-2制成尺寸:长125mm,宽13.0mm,厚度3.2mm,燃烧性能按照UL94标准执行;
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2
阻燃等级 V0 V0 V0 V0 V2 V2
从上表中能够看出实施例1-4的阻燃等级为V0,对比例1-2的阻燃等级为V2;所以无卤复合阻燃剂在燃烧时能够生成磷酸等化合物发挥凝固相阻燃机理,形成致密的氧化碳层,提高阻燃性,而且复合阻燃剂中的有机硅发生降解促进有机磷降解成酸,发挥出磷硅协同阻燃作用,进一步提高阻燃性能,赋予制备出的阻燃TPU优异的阻燃性能,而且该无卤复合阻燃剂不含卤族元素,燃烧时不会造成污染。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种反应型阻燃TPU制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步、称取如下重量份原料:10-20份聚四氢呋喃,5-10份N,N-二甲基甲酰胺,5-10份二苯甲烷二异氰酸酯,1-3份无卤复合阻燃剂,0.1-0.5份扩链剂;
第二步、将聚四氢呋喃加入单口烧瓶中,120-150r/min磁力搅拌并加热至100-120℃,减压搅拌,直至无气泡产生,制得脱水聚四氢呋喃,将脱水聚四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺加入三口烧瓶中,依次加入二苯甲烷二异氰酸酯和无卤复合阻燃剂,通入氮气,60-80℃水浴加热,加入扩链剂,在此温度下匀速搅拌并反应1h,反应结束后降温至50-60℃,在此温度下反应2h,制得反应产物;
第三步、将制得的反应产物涂膜,转移至真空干燥箱中,在真空度-0.10MPa,温度为60-70℃的条件下干燥10h,制得反应型阻燃TPU。
2.根据权利要求1所述的一种反应型阻燃TPU制备方法,其特征在于,所述扩链剂为1,2-丙二醇和1,4-丁二醇中的一种或两种按任意比例混合。
3.根据权利要求1所述的一种反应型阻燃TPU制备方法,其特征在于,所述无卤复合阻燃剂由如下方法制成:
步骤S1、将新戊二醇和1,2-二氯乙烷醇溶液加入三口烧瓶中,匀速搅拌直至新戊二醇完全溶解,之后在冰水浴下滴加三氯化磷,控制滴加时间为5min,滴加结束后升温至40-50℃,在此温度下反应2h,反应结束后降温至0-10℃,加入无水乙醇,升温至40-50℃,回流反应5h,之后减压蒸出未反应的1,2-二氯乙烷,抽滤,制得中间体A;
步骤S2、将4-氨基酚和三乙胺加入装有苯的三口烧瓶中,50-60℃水浴加热并以150-200r/min的转速匀速搅拌30min,之后滴加二甲基二氯硅烷,控制滴加时间为10min,回流反应4h,冷却、抽滤、减压蒸馏除去苯,之后通过石油醚进行重结晶,制得初产物,将初产物加入无水乙醇中,升温至60℃,反应回流4h,制得中间体B;
步骤S3、将中间体A和1,4-二氧六环加入三口烧瓶中,以100-150r/min的转速搅拌30min,将中间体B加入三口烧瓶,40-50℃水浴加热并以450-500r/min的转速搅拌4h,冷却、抽滤,将滤饼用丙酮洗涤三次,制得无卤复合阻燃剂,控制中间体A、中间体B和1,4-二氧六环的重量比为10-12∶14-15∶200。
4.根据权利要求3所述的一种反应型阻燃TPU制备方法,其特征在于,步骤S1中控制新戊二醇、1,2-二氯乙烷醇溶液、三氯化磷和无水乙醇的重量比为1∶2∶1-1.02∶0.5-0.6,步骤S2中控制4-氨基酚、三乙胺、二甲基二氯硅烷和苯的重量比为8∶8∶5∶100。
5.根据权利要求1所述的一种反应型阻燃TPU的应用,其特征在于,该反应型阻燃TPU应用于建筑、交通、纺织、家具和医疗。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116425939A (zh) * 2023-06-08 2023-07-14 广州亚伊汽车零部件有限公司 一种环保扶手发泡料及其制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1491580A1 (de) * 2003-06-02 2004-12-29 Nexans Mischung für Mäntel von optischen oder elektrischen Kabeln
CN101580574A (zh) * 2009-06-10 2009-11-18 苏州沃斯汀新材料有限公司 阻燃热塑性聚氨酯弹性体的制备方法
CN103739626A (zh) * 2013-10-18 2014-04-23 内蒙古大学 无催化、一锅法合成含羟基的反应型膦酸酯阻燃剂的方法
CN104159973A (zh) * 2012-03-13 2014-11-19 巴斯夫欧洲公司 包含被涂覆的基于铝的金属氢氧化物的阻燃热塑性聚氨酯
CN104693229A (zh) * 2015-03-06 2015-06-10 苏州阳桥化工科技有限公司 阻燃成炭剂二甲基硅酸二苯酯化合物的制备方法
CN104710622A (zh) * 2010-12-02 2015-06-17 陶氏环球技术有限责任公司 泡沸的无卤素的基于硅-磷-氮的聚合物阻燃剂
CN105131580A (zh) * 2015-09-29 2015-12-09 上海应用技术学院 一种无卤阻燃聚氨酯软泡及其制备方法
CN105198926A (zh) * 2015-09-29 2015-12-30 上海应用技术学院 一种无卤反应型磷/硅协同阻燃剂及其制备方法
CN106029726A (zh) * 2013-12-20 2016-10-12 巴斯夫欧洲公司 阻燃热塑性聚氨酯
CN106065062A (zh) * 2016-06-23 2016-11-02 无锡市金五星针纺有限公司 一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
CN113604029A (zh) * 2021-07-26 2021-11-05 洪海超 一种阻燃慢回弹记忆海绵及其制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1491580A1 (de) * 2003-06-02 2004-12-29 Nexans Mischung für Mäntel von optischen oder elektrischen Kabeln
CN101580574A (zh) * 2009-06-10 2009-11-18 苏州沃斯汀新材料有限公司 阻燃热塑性聚氨酯弹性体的制备方法
CN104710622A (zh) * 2010-12-02 2015-06-17 陶氏环球技术有限责任公司 泡沸的无卤素的基于硅-磷-氮的聚合物阻燃剂
CN104159973A (zh) * 2012-03-13 2014-11-19 巴斯夫欧洲公司 包含被涂覆的基于铝的金属氢氧化物的阻燃热塑性聚氨酯
CN103739626A (zh) * 2013-10-18 2014-04-23 内蒙古大学 无催化、一锅法合成含羟基的反应型膦酸酯阻燃剂的方法
CN106029726A (zh) * 2013-12-20 2016-10-12 巴斯夫欧洲公司 阻燃热塑性聚氨酯
CN104693229A (zh) * 2015-03-06 2015-06-10 苏州阳桥化工科技有限公司 阻燃成炭剂二甲基硅酸二苯酯化合物的制备方法
CN105131580A (zh) * 2015-09-29 2015-12-09 上海应用技术学院 一种无卤阻燃聚氨酯软泡及其制备方法
CN105198926A (zh) * 2015-09-29 2015-12-30 上海应用技术学院 一种无卤反应型磷/硅协同阻燃剂及其制备方法
CN106065062A (zh) * 2016-06-23 2016-11-02 无锡市金五星针纺有限公司 一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
CN113604029A (zh) * 2021-07-26 2021-11-05 洪海超 一种阻燃慢回弹记忆海绵及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
白向鸽: "含硅阻燃环氧树脂固化剂的合成及固化性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
邢亚琳: "生物基阻燃剂的合成及其对聚氨酯的阻燃改性研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
高平强,编: "《无机纳米硼酸盐复合阻燃材料制备技术》", 31 March 2019, 吉林大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116425939A (zh) * 2023-06-08 2023-07-14 广州亚伊汽车零部件有限公司 一种环保扶手发泡料及其制备方法
CN116425939B (zh) * 2023-06-08 2023-09-12 广州亚伊汽车零部件有限公司 一种环保扶手发泡料及其制备方法

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